Nós descrevemos uma técnica para rotulagem e rastreamento de células-tronco com FDA-approved, óxido de ferro superparamagnético (SPIO), ferumoxytol (Feraheme). Esta técnica de imagem celular que utiliza a ressonância magnética (RM) para visualização, é facilmente acessível a longo prazo de monitoramento e diagnóstico de engraftments tronco bem ou mal sucedidas de células em pacientes.
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Artigo de método
Rotulagem células-tronco com Ferumoxytol, uma FDA-Approved nanopartículas de óxido de ferro
Neste artigo
Resumo
Resumo
Terapias com células-tronco com base oferecem um potencial significativo para o campo da medicina regenerativa. No entanto, ainda há muito a ser entendido em relação ao vivo na cinética das células transplantadas. Um método não-invasivo para monitorar repetidamente células-tronco transplantadas in vivo permitiria que investigadores monitorar diretamente os transplantes de células-tronco e identificar resultados pega bem ou mal sucedidas.
Uma ampla gama de células-tronco continua a ser investigada para inúmeras aplicações. Este protocolo centra-se em três populações de células-tronco diferentes: rim embrionário humano 293 (HEK293) células, as células-tronco mesenquimais (hMSC) e tronco pluripotentes induzidas (iPS) células. HEK 293 células são derivadas de células embrionárias do rim cresceram em cultura com sheared DNA do adenovírus 5. Estas células são amplamente utilizados nas pesquisas, pois são facilmente cultivadas, crescem rapidamente e são facilmente transfectadas. hMSCs são encontradas na medula adulta. Estas células can ser replicado como células indiferenciadas, mantendo multipotency ou o potencial de se diferenciar em um número limitado de destinos celular. hMSCs pode diferenciar a linhagens de tecidos mesenquimais, incluindo osteoblastos, adipócitos, condrócitos, tendão, músculo e estroma da medula. As células iPS são células adultas reprogramadas geneticamente que foram modificados para expressar genes e fatores semelhantes às propriedades definidoras das células-tronco embrionárias. Estas células são pluripotentes significado que eles têm a capacidade de se diferenciar em todas as linhagens de células 1. Ambos hMSCs e células iPS têm demonstrado capacidade regenerativa dos tecidos in vivo.
A ressonância magnética (RM), juntamente com o uso de óxido de ferro superparamagnético (SPIO) rótulos de células de nanopartículas têm se mostrado eficazes no controle in vivo de células-tronco devido à resolução anatômica perto microscópica, um sangue mais meia-vida, que permite imagens longitudinal e sensitivit altay para a detecção de células fornecido por ressonância magnética de nanopartículas SPIO 2-4. Além disso, a RM com o uso de SPIOs é clinicamente traduzíveis. SPIOs são compostos de um núcleo de óxido de ferro com um revestimento superficial dextran, carboxydextran ou amido que serve para conter o núcleo de ferro a partir de componentes bioreactive plasma. Estes agentes locais criar inomogeneidades do campo magnético que levam a uma diminuição do sinal em imagens de T2-weighted MR 5. Infelizmente, SPIOs não são mais fabricados. De segunda geração, ultrasmall SPIOs (USPIO), no entanto, oferecer uma alternativa viável. Ferumoxytol (FerahemeTM) é uma USPIO composto por um núcleo de magnetita não estequiométrica rodeado por uma camada carboxymethylether polyglucose sorbitol. O tamanho coloidal de partículas de 17-30 nm ferumoxytol é determinado por espalhamento de luz. O peso molecular é 750 kDa, ea relaxação constante em 2T campo MRI é 58,609 mM-1 sec-1 de força 4. Ferumoxytol foi recentemente aprovado pelo FDA ums um suplemento de ferro para o tratamento da deficiência de ferro em pacientes com insuficiência renal 6. Nosso grupo tem aplicado este agente em um "off label" uso para aplicações de etiquetagem celular. Nossa técnica demonstra rotulagem eficiente de células-tronco com ferumoxytol que leva a um impacto significativo no sinal MR de células marcadas em imagens de RM. Esta técnica pode ser aplicada para não-invasivos de monitoramento de terapias com células-tronco em ambientes pré-clínicos e clínicos.
Protocolo
1. 1 dia
1) Placa de células
- HMSC placa em um frasco T75 em uma confluência de 80%, no mínimo, 18-24 horas antes da rotulagem. Consulte a Tabela 1 para a instrução para os navios alternativo.
2. Dia 2
2) Prepare solução de rotulagem. Esta preparação vai rotular um (1) T75 frasco a 80% confluência com uma concentração de 400 mcg Fe / ml. Consulte a Tabela 1 para a instrução para os navios alternativo.
- Criar uma solução (solução 1) através da mistura de 1 ml de soro livre de media e 93,1 mL de ferumoxytol (stock: 30 mg / ml) em um tubo de 15 ml.
- Criar ....
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Discussão
Melhorar a eficácia da engraftments células-tronco é fundamental para o avanço da medicina regenerativa. A técnica de visualização não invasiva de células-tronco in vivo aumenta significativamente nossa capacidade de compreender os mecanismos que levam a resultados enxerto bem-sucedido. Rotulagem magnética para MR de visualização, como o procedimento que temos demonstrado, permite que no acompanhamento in vivo de células-tronco com ressonância magnética. Células-tronco magneticamente rotulada .......
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Divulgações
Todos os colaboradores deste estudo não oferecem divulgações.
Agradecimentos
Este trabalho foi financiado por uma doação do Instituto Nacional de Artrite e Doenças Musculosqueléticas e da Pele: 3R01AR054458-02S2.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | Comments (opcional) |
| D-MEM glicose alta | Sigma | D5648 | Ou médio outra base para a linha desejada com células-tronco a ser utilizada |
| D-PBS (Ca + +, Mg + + livre) | GIBCO | 14190-144 | |
| Tripsina-EDTA 0,05% | Invitrogen | 25300-120 | |
| De soro fetal bovino (FBS) | Hyclone | SH30071.03 | |
Ferumoxytol (Feraheme) | AMAG | 59338-0775-01 | |
| Sulfato de protamina | APP Pharm. | 22930 |
Referências
- Narsinh, K. H., Plews, J., Wu, J. C. Comparison of human induced pluripotent and embryonic stem cells: fraternal or identical twins? Mol Ther. 19, 635-638 (2011).
- Bulte, J. W. In vivo MRI cell tracking: clinical studies. AJR. Am. J. Roentgenol. 1....
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Reimpressões e permissões
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